无线电的短波数字信号收发机.docx

本文主要介绍了一种基于软件无线电（Software Defined Radio, SDR）技术的短波单边带（Single Sideband, SSB）数字信号收发机的设计与实现。短波SSB通信因其频带效率高、传输距离远等优点，在军事和民用通信中占据重要地位。然而，传统的模拟技术存在灵活性差、技术性能低等问题，因此，数字化SSB收发机应运而生。 该数字化短波SSB收发机的核心是数字信号处理，它由收发天线、射频前端、高速数模转换器（ADC/DAC）、数字信号处理模块等组成。数字信号处理模块采用现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）来实现，包括数字上下变频和数字基带信号处理。FPGA的使用使得收发机能灵活适应不同的通信标准，提高系统性能。 设计中，射频前端采用5~25 MHz的宽带低噪声前置放大器（LNA）和RF功率放大器，ADC选择14位的AD6645，采样速率为105 Ms/s，D/A转换器选用14位的AD9772A，采样速率可达160 Ms/s。接收机采用直接数字下变频器，发射机则采用数字上变频器。调制解调过程采用正交方式，并通过科斯塔斯环实现载波同步。 在RF低噪前置放大器设计中，LNA采用了索尼公司的3SK165双栅场效应管，其噪声系数为1.2 dB，增益可调范围为0~10 dB。模拟前端的增益和动态范围由第二、三级放大电路（由两片AD603级联）提供。 数字信号处理模块的建模设计包括数字上下变频器和SSB调制解调器。其中，RF信号采样率为65.536 Ms/s，音频信号采样率为32 Ks/s，数字变频器的抽取因子为2048。下变频的第一级采用级联积分梳状滤波器（CIC）进行初步抽取，后续配合半带滤波器和高性能FIR滤波器进行噪声滤除。发射端插入导频的方式用于保证信号质量。 通过仿真和实验，设计的SSB收发机各功能部件符合设计要求，整体性能达到预期，具有与现有SSB通信机兼容的重要工程应用价值。这种数字化的宽频段短波单边带无线收发机不仅克服了传统模拟技术的局限，而且展示了SDR技术在短波通信领域的潜力和优势。